(57)【要約】【課題】冷凍サイクルの運転条件を調節することなく、インバータ装置を吸入冷媒で冷却することができるインバータ装置一体型電動圧縮機を提供する。【解決手段】吸入冷媒により冷却されるインバータ装置（図示せず）を搭載するインバータ装置一体型電動圧縮機において、吸入冷媒の全てが流れる吸入冷媒通路６１を設け、前記吸入冷媒通路６１は、吸入口８と通路穴７１を有し、前記吸入口８と前記通路穴７１との間の通路断面積に狭小なる部分を設けたもので、吸入冷媒が、吸入口８から通路穴７１へ最短経路で通過することを防止でき、吸入冷媒は、吸入冷媒通路６１の全域に拡散され、吸入冷媒による冷却作用が充分に発揮される。そのため、インバータ装置を吸入冷媒で充分冷却することができるようになり、冷凍サイクルの運転条件の調節は不要となる。【選択図】図３
2013064343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入冷媒により冷却されるインバータ装置を搭載するインバータ装置一体型電動圧縮機において、吸入冷媒の全てが流れる吸入冷媒通路を設け、前記吸入冷媒通路は、入口部と出口部を有し、前記入口部と前記出口部との間の通路断面積に狭小なる部分を設けたことを特徴とするインバータ装置一体型電動圧縮機。
【請求項２】
吸入冷媒通路の断面積は、内部から外部にかけて広くなるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置一体型電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う電動圧縮機部と、この電動圧縮機部の電動機を駆動するインバータ装置とを一体化した、インバータ装置一体型電動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
吸入冷媒で冷却されるインバータ装置を搭載するインバータ装置一体型電動圧縮機は各種提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、上記特許文献１に記載された従来のインバータ装置一体型電動圧縮機の縦断面図、図５は、同インバータ装置一体型電動圧縮機の冷却通路空間の分解構造図、図６は、同インバータ装置一体型電動圧縮機のインバータケースの回路基板側の分解構造図である。
【０００４】
図４は、電動圧縮機１の胴部の周りにある取付け脚２によって横向きに設置される横型の電動圧縮機１を示しており、インバータ装置３０１が電動圧縮機１の左側に搭載されている。
【０００５】
電動圧縮機１について説明する。電動圧縮機１は、その本体ケーシング３内に電動機５を内蔵し、電動機５は、本体ケーシング３に嵌入または圧入される圧縮機構部４を駆動する。電動機５は、インバータ装置３０１によって駆動される。圧縮機構部４は、スクロール方式のものであって、図４に示すように、それぞれ固定鏡板１１ａ、旋回鏡板１２ａから羽根が立ち上がった固定渦巻部１１と旋回渦巻部１２とを噛合わせて構成してある。
【０００６】
この圧縮機構部４は、旋回渦巻部１２を電動機５により駆動軸１４を介して固定渦巻部１１に対し円軌道運動させたときに、その圧縮空間１０が移動に伴い容積を変化させることにより、外部サイクルから帰還する冷媒３０の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出を行うものである。
【０００７】
インバータケース３０２には、吸入口８が、そして本体ケーシング３には吐出口９が設けてある。取り扱う冷媒はガス冷媒であり、各摺動部の潤滑や圧縮機構部４の摺動部のシールに供する液としては、潤滑油７などの液を採用している。また、潤滑油７は冷媒に対して相溶性のあるものである。
【０００８】
本体ケーシング３の貯液部６に貯留されている潤滑油７は、容積型ポンプ１３によって圧縮機構部４に供給される。すなわち、上記容積型ポンプ１３が電動機５によって駆動されると、潤滑油７は、駆動軸１４の給油路１５を通じ旋回渦巻部１２の背面の液溜り２１に供給され、この液溜り２１に供給された潤滑油７の一部は、旋回渦巻部１２の外周部の背面側に旋回渦巻部１２を通じ絞り２３などにより所定量に制限されて旋回渦巻部１２をバックアップする。
【０００９】
そしてこの潤滑油７の一部は、更に旋回渦巻部１２を通じ旋回渦巻部１２の羽根における先端の固定渦巻部１１との間のシール部材の一例であるチップシール２４を保持する保持溝２５に供給され、固定渦巻部１１と旋回渦巻部１２間のシールおよび潤滑を図る。また、液溜り２１に供給された潤滑油７の別の一部は、偏心軸受４３、液溜り２２、主軸受４２を経ながら、それら主軸受４２、偏心軸受４３を潤滑した後、電動機５側に流出し、貯液部６へと回収される。
【００１０】
本体ケーシング３は、その軸線方向の一方の端部壁３ａ側から、ポンプ１３、副軸受４１、電動機５、主軸受４２を持った主軸受部材５１を配置してある。ポンプ１３は、端壁部３ａの外面から収容してその後に嵌め付けた蓋体５２との間に保持し、蓋体５２の内側に、貯液部６に通じるポンプ室５３を形成して、吸上げ通路５４を介して貯液部６に通じるようにしてある。
【００１１】
電動機５は、固定子５ａを本体ケーシング３に焼き嵌め固定されるか、または環状部材１７によって固定され、駆動軸１４の途中まわりに固定した回転子５ｂにより駆動軸１４を回転駆動できるようにしている。主軸受部材５１は、前記固定渦巻部１１と図示しないボルトなどによって固定し、本体ケーシング３の開口端に嵌合され、インバータケース３０２でもって挟持する状態で、駆動軸１４の圧縮機構部４側を、主軸受４２により軸受している。
【００１２】
さらに、これら主軸受部材５１と固定渦巻部１１との間に、前記旋回渦巻部１２を挟み込んでスクロール圧縮機を構成している。主軸受部材５１と旋回渦巻部１２との間にはオルダムリング５７などの旋回渦巻部１２の自転を防止して円運動させるための自転拘束部が設けられ、偏心軸受４３によって軸支された駆動軸１４を介して、旋回渦巻部１２に接続して、旋回渦巻部１２を円軌道上で旋回させられるようにしている。
【００１３】
圧縮機構部４には、吐出孔３１及びリード弁３１ａが設けられ、吐出孔３１は、固定鏡板１１ａと蓋体６５で構成された吐出室６２に開口される。吐出室６２は、固定渦巻部１１および主軸受部材５１ないしはこれらと本体ケーシング３との間に形成した連絡通路６３を通じて、電動機５側に通じている。そして、電動機５を冷却しながら本体ケーシング３の吐出口９から吐出されるまでの長い過程で、冷媒は、衝突、遠心、絞りなど各種の気液分離を図って潤滑油７の分離を受けながらも、随伴している一部潤滑油７によって副軸受４１の潤滑も行う。
【００１４】
次に、インバータ装置３０１について説明する。インバータ装置３０１は、インバータケース３０２の吐出室６２反対側に、回路基板１０３と、電流平滑コンデンサ１０８などを収容して構成され、回路基板１０３には、主たる発熱源となるスイッチング素子を含むＩＰＭ（インテリジェントパワーモジュール）１０５が搭載される。
【００１５】
電動機５からのリード線８１は、固定鏡板１１ａの外周近傍に設けられた連絡通路８２を通してハーネスコネクタ１０７に接続され、圧縮機ターミナル１０６に差込固定される。回路基板１０３は、圧縮機ターミナル１０６に電気接続される。そして、ＩＰＭ１０５の温度、電動機５の温度などをモニタしながら電動機５を駆動する。温度のモニタは、図示していない温度センサ、回路基板１０３上の制御回路でなされる。圧縮機ターミナル１０６は、トメワ８０によってインバータケース３０２に固定される。インバータ装置３０１には外部との電気的な接続を行う図示しないハーネスコネクタが設けられている。
【００１６】
上記インバータケース３０２は、インバータカバー１１３で閉蓋してある。すなわち、インバータケース３０２は、そのネジ穴１１５に、インバータカバー１１３のネジ通し穴１１４に通し、ネジ５５を締め付けて固定してあり、インバータ装置３０１を外力から保護している。そしてこのインバータケース３０２は、ボルト通し穴１１６を通るボルト（図示せず）により、Ｏリング９１をはさみ気密的に本体ケーシング３に締結される。なお、上記インバータカバー１１３の内面には、遮音および制振効果のあるシート材１２０を貼り付けて、電動機５あるいは圧縮機構部４から発生する騒音が、インバータカバー１１３を透過して外部に放射されるのを防いでいる。
【００１７】
以上のように構成されたインバータ装置３０１の冷却構造について説明する。インバータケース３０２と固定渦巻部１１の固定鏡板１１ａとは、Ｏリング９２を用いて気密的に組み合せることにより吸入口８から通じる吸入冷媒通路３６１が、インバータケース３０２の圧縮機構部４側端部壁３０２ａのほぼ全域に形成されている。そして、吸入口８から吸入された冷媒は、吸入冷媒通路３６１の全域に拡散され、圧縮機構部４側の端部壁３０２ａを冷却すると共に、背面に搭載されているＩＰＭ１０５等の発熱体と熱交換を行ったのち、固定鏡板１１ａの通路穴７１を介して圧縮空間１０に流入する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００９−９７５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上記従来のインバータ装置一体型電動圧縮機のインバータ装置の冷却構造に関しては次のような課題がある。
【００２０】
すなわち、上記構成では、吸入冷媒は、吸入口８から、インバータケース３０２の圧縮機構部４側ほぼ全域に形成された吸入冷媒通路３６１を通り、出口部としての通路穴７１に流入する。そのため、吸入冷媒は、吸入口８から通路穴７１への最短経路を通過する。即ち、吸入冷媒は、吸入冷媒通路３６１の全域に拡散されず、吸入冷媒による冷却作用が充分に発揮されないことになる。
【００２１】
このような場合には、冷凍サイクルの運転条件を調節することになる、例えば、図示しないが膨張弁の調節、熱交換器の風量調節、電動圧縮機回転数の調節などである。これにより、冷却効果は高められるが、冷凍サイクルの運転条件を調節するため、空調の快適性が損なわれたり、運転効率の低下を招いたりすることになる。また、冷凍サイクルの運転制御が複雑になるという課題があった。
【００２２】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、冷凍サイクルの運転条件を調節することなく、インバータ装置を吸入冷媒で十分に冷却することができるインバータ装置一体型電動圧縮機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題を解決するために、本発明のインバータ装置一体型電動圧縮機は、吸入冷媒により冷却されるインバータ装置を搭載するインバータ装置一体型電動圧縮機において、吸入冷媒の全てが流れる吸入冷媒通路を設け、前記吸入冷媒通路は、入口部と出口部を有し、前記入口部と前記出口部との間の通路断面積に狭小なる部分を設けたもので、吸入冷媒が、入口部から出口部へ最短経路で通過することを防止できる。即ち、吸入冷媒は、吸入冷媒通路の全域に拡散され、吸入冷媒による冷却作用が充分に発揮される。そのため、インバータ装置を吸入冷媒で充分冷却することができるようになり、冷凍サイクルの運転条件の調節は不要となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のインバータ装置一体型電動圧縮機は、冷凍サイクルの運転条件を調節することなく、インバータ装置を吸入冷媒で確実に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１におけるインバータ装置一体型電動圧縮機の縦断面図
【図２】同インバータ装置一体型電動圧縮機の吸入冷媒通路周辺の拡大断面図
【図３】同インバータ装置一体型電動圧縮機の冷却通路空間の分解構造図
【図４】従来のインバータ装置一体型電動圧縮機の縦断面図
【図５】同インバータ装置一体型電動圧縮機の冷却通路空間の分解構造図
【図６】同インバータ装置一体型電動圧縮機のインバータケースの回路基板側の分解構造図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
第１の発明は、吸入冷媒により冷却されるインバータ装置を搭載するインバータ装置一体型電動圧縮機において、吸入冷媒の全てが流れる吸入冷媒通路を設け、前記吸入冷媒通路は、入口部と出口部を有し、前記入口部と前記出口部との間の通路断面積に狭小なる部分を設けたもので、吸入冷媒が、入口部から出口部へ最短経路で通過することを防止できる。即ち、吸入冷媒は、吸入冷媒通路の全域に拡散され、吸入冷媒による冷却作用が充分に発揮される。そのため、インバータ装置を吸入冷媒で充分冷却することができるようになり、冷凍サイクルの運転条件の調節は不要となる。
【００２７】
第２の発明は、特に、第１の発明の吸入冷媒通路の断面積は、内部から外部にかけて広くなるように設けられているもので、吸入冷媒が、入口部から出口部へ最短経路で通過することを防止できる。即ち、吸入冷媒は、内部から外部にかけて拡散され、外周部の長い距離を通過することで、吸入冷媒は放熱部分の距離が長い外周部ほど多く流すことができ、吸入冷媒による冷却作用が充分に発揮される。そのため、インバータ装置を吸入冷媒で充分冷却することができるようになり、冷凍サイクルの運転条件の調節は不要となる。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるインバータ装置一体型電動圧縮機の縦断面図、図２は、同インバータ装置一体型電動圧縮機の吸入冷媒通路周辺の拡大断面図、図３は、同インバータ装置一体型電動圧縮機の冷却通路空間の分解構造図である。
【００３０】
図１〜図３において、本実施の形態におけるインバータ装置一体型電動圧縮機が従来のインバータ装置一体型電動圧縮機と異なる点は、吸入冷媒通路周辺を変更している点であり、変更している部品には異なる符号を付記している。具体的には、インバータ装置３０１をインバータ装置１５１、インバータケース３０２をインバータケース１５２、端部壁３０２ａを端部壁１５２ａに変更している。以下、従来のインバータ装置一体型電動圧縮機と同一部分については同一符号を付記して説明を割愛し、異なる部分のみ説明する。
【００３１】
本実施の形態のインバータ装置一体型電動圧縮機は、インバータケース１５２と固定渦巻部１１の固定鏡板１１ａとを、Ｏリング９２を用いて気密的に組み合せることにより吸入口８から通じる吸入冷媒通路６１を形成している。
【００３２】
すなわち、上記構成において、入口部である吸入口８から吸入された冷媒は、吸入冷媒通路６１に拡散され、端部壁１５２ａを冷却する。ここで、この吸入冷媒通路６１の断面積は、図３に示すように、上側が広く、下側が狭く狭小部になっている。このため、吸入冷媒は、吸入口８から、出口部としての通路穴７１へ最短経路で通過することを防止できる。
【００３３】
吸入冷媒は、インバータケース１５２の外周部の長い距離を通過することで、放熱部分の距離が長い外周部に多く流れ、吸入冷媒による冷却作用が充分に発揮される。更に図示はしないが、この吸入冷媒通路６１部分に放熱フィンを設けると更に高い冷却効果が期待
できる。
【００３４】
上記のように、本実施の形態におけるインバータ装置一体型電動圧縮機によれば、冷凍サイクルの運転条件を調節することなく、インバータ装置を吸入冷媒で効率よく冷却することができる。
【００３５】
尚、主たる発熱源としては、ＩＰＭ１０５に限らず、個々のスイッチング素子をディスクリートで配置しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明にかかるインバータ装置一体型電動圧縮機は、冷凍サイクルの運転条件を調節することなく、インバータ装置を吸入冷媒で冷却することができるので、民生用、産業用、各種インバータ装置一体型電動圧縮機に適用できる。
【符号の説明】
【００３７】
１  電動圧縮機
３  本体ケーシング
４  圧縮機構部
５  電動機
８  吸入口（入口部）
１１  固定渦巻部
１１ａ  固定鏡板
３０  冷媒
５２、６５  蓋体
６１  吸入冷媒通路
７１  通路穴（出口部）
１５１  インバータ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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